《C++标准程序库》小结第十三章-stream（1）

本章内容太多，分多次写完。这里存在的一个争议就是，是选择标准stream还是传统的C输入输出函数？

就性能而言，毫无疑问C函数要高，但是普通的测试下，stream和C函数的性能差距没达到10倍以上，因此普通应用场景下两者并没有区别。

stream优势在于使用模板编写，数据通用性强，尤其是可以解决国际化问题。

操作便利程度而言，两者各有千秋。

总的来说做应用用stream，做底层和高性能用C函数。Google编码规范建议主要用C的输入输出函数。

 

（一）基本概念

1、全局通用函数有

a)             cin标准输入通道，对应于stdin。宽字符为wcin

b)            cout标准输出通道，对应于stdout宽字符为wcout

c)             cerr。标准错误输出通道。对应于stderr。其实现目标之一是，将信息输入文件，同时把错误信息输出到控制台。宽字符为wcerr

d)            clog。标准logging通道。宽字符为wclog

 

注意：连续读入两个数据：

cin >> x >> y;

但是如果这样做，就出错：

cin >>x;

cin>>y;

y的值变成了回车。

正确做法是清理缓冲区：

cin >>x;

cin.clear();

cin.sync();//清空剩余缓冲区

cin >> y;

 

C函数有时候也面临同样的问题：

scanf(“%d”, &x);

scanf(“%d”, &y);

y等于回车。

正确做法：

scanf(“%d”, &x);

fflush(stdin);//清空输入缓冲区

scanf(“%d”, &y);

 

 

2、操控器专门操控stream对象，一般改变格式化解释方式。

操控器	作用
endl	输出’\n’，然后刷新输出缓冲区
ends	输出’\0’
flush	刷新输出缓冲区
ws	读入并忽略空格

 

（二）基本stream类别

1、基类ios_base定义了状态和标志位

2、basic_ios继承ios_base，这里主要是type_traits

3、basic_istream和basic_ostream虚拟继承basic_ios，主要是避免ios_base的重复继承。定义了读\写对象。

4、basic_iostream多重继承了basic_istream和basic_ostream，定义了可读可写对象。

5、basic_sreambuf是iostream库的核心，基本所有的读写接口在这里定义。是实际进行字符读写操作的代码。

6、stream buffer class的用途。iostream严格按照“职责分离”原则编写。basic_ios只定义了对象和操作格式，其实关键的都没有。basic_ios负责调用和维护stream buffer。stream buffer提供了缓冲区，同时提供了实际的读写操作。

7、特殊IO

类别	说明
bool	真就是1，假就是0，其他会报错
char*	用以下方法设置字符串最大80个字符： char buffer[81]; cin>>setw(81)>>buffer
void*	打印地址

 

（三）状态

1、iostate常数反映stream状态。不过这个东西很多人都很头疼。调用的时候得加上作用域：std::ios_base::eofbit或者std::ios::eofbit。

常量	意义
goodbit	完全正常
eofbit	遇到末尾标记
failbit	错误
badbit	不确定的毁灭性的错误，必须得停止

2、eofbit和failbit经常一起出现。

3、关于状态的成员函数

成员函数	意义
good()	正常返回true
eof()	遇到末尾标记，返回true
fail()	发生错误，返回true
bad()	毁灭性的错误，返回true
rdstate()	返回当前已经设立的所有标志
clear()	清除所有标志
clear(state)	清除标志，在设立state标志
setstate(state)	加设state标志

比如只清除failbit标志位：

strm.clear(strm.rdstate()& !std::ios::failbit);

如果发生错误，必须手动清除错误标志位后，才能继续下一步操作。

4、布尔表达式转化

成员函数	意义
operator void *	stream没出错
operator ! ()	stream出错

注意这两个重载函数返回bool型，而不是stream类。例子：

while（std::cin）{

....}

while(std::cin >>x){

...}

while（!std::cin）{

....}

while(!(std::cin>> x)){

...}//注意要打括号！

 

（四）异常

成员函数	意义
exceptions(flags)	设定会引发异常的标志
exception	返回引发异常的标志

对所有标志抛出异常：

strm.exceptions(std::ios::eofbit |std::ios::failbit | std::ios::badbit);

但是传入0和goodbit是不会引发异常。

 

抛出的异常是std::ios_base::failure对象，继承自exception，是个标准的异常安全类，用法也一样。

例子：

try{

输入输出操作。。。

}

catch(const ios::failure& err){

cerr << “,IOexception : ” << err.what() << endl;

returnEXIT_FAILURE;

}

catch(const exception& err){

cerr << “,Standardexception : ” << err.what() << endl;

returnEXIT_FAILURE;

}

catch(...){

cerr << “unknownerror” << endl;

returnEXIT_FAILURE;

}